(57)【要約】【課題】  吸気脈動を低減して、車室内のこもり音や不快な振動等を低減することができる内燃機関を提供する。【解決手段】  エアコンプレッサ５を併設した内燃機関１において、前記エアコンプレッサ５の空気取入口６ａを、該内燃機関１の吸気管２のエアクリーナ４と吸気マニホールド８の間に設けると共に、前記エアコンプレッサ５によって生じる吸気脈動Ｂの圧力波が、所定の周波数において、該内燃機関１の吸気脈動Ａの圧力波と同じ周波数Ｆａで逆位相になるように、前記エアコンプレッサ５を駆動する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアコンプレッサを併設した内燃機関において、前記エアコンプレッサの空気取入口を、該内燃機関の吸気管のエアクリーナと吸気マニホールドの間に設けると共に、前記エアコンプレッサによって生じる吸気脈動の圧力波が、所定の周波数において、該内燃機関の吸気脈動の圧力波と同じ周波数で逆位相になるように、前記エアコンプレッサを駆動することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記エアコンプレッサを該内燃機関のクランク軸により駆動することを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気脈動を低減することができる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載する４気筒や６気筒等の内燃機関（エンジン）においては、主に吸気弁の開閉に伴う圧力変動に起因して、図２及び図３（６気筒の場合）に示すように、内燃機関のクランク軸が１回転する間に、主に吸気弁の作動に起因する２回乃至３回程度の吸気脈動を生じており、この吸気脈動の内の特定の周波数（例えば９０Ｈｚ付近）の吸気脈動に車室が共鳴及び共振すると、車室内のこもり音や不快な振動が引き起こされる。
【０００３】
この場合に、車室内の寸法を変更するのは困難な場合が多いので、この共鳴及び共振する周波数の吸気脈動を低減する必要がある。そのため、吸気管の途中にマイクを取付け、運転条件に応じてスピーカから圧力波を発生させて吸気管内に生じる圧力波を干渉により減衰させるアクティブ型消音器が提案されている。
【０００４】
これらの装置において、音波特性設定手段により、周波数、振幅、位相差を設定したり（例えば、特許文献１参照。）、スピーカの背後に所定容積の背後室を画成するエンクロージャを設けるととも背後室と吸気管とを連通する共鳴管を設け、共鳴管を所定の断面積及び通路長さで形成し、吸気管と共鳴管の共鳴周波数を所定の低周波数域で略一致させることにより、吸気脈動と逆位相の圧力波を吸気管に導いて干渉させたりしている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
一方、大型車両においては、図１に示すように、ブレーキ、変速機、サスペンション等のエアアシスト用にエアコンプレッサを備えている内燃機関も多く、このエアコンプレッサ５は内燃機関１のクランク軸によって駆動され、このエアコンプレッサ５の空気取入口６ａは、吸気通路２のエアクリーナ４と吸気マニホールド８との間に設けられている。
【０００６】
このエアコンプレッサ５は、通常は内燃機関１の回転の１／２倍速で運転されるため、その吸気脈動Ｄは図６に示すようになっている。従って、この吸気脈動Ｄが図３に示すような主に吸気弁の作動によって生じる吸気脈動Ａと重なって、図７に示すような吸気脈動Ｅとなっている。
【０００７】
本発明者は、このエアコンプレッサによる吸気脈動の圧力波の周波数を、主に吸気弁作動に起因する内燃機関の吸気脈動の圧力波の周波数と同じにし、位相を逆位相にして互いに干渉させることにより、内燃機関の吸気脈動を低減することができることに思い至った。
【特許文献１】特開平０８−１４１２８号公報
【特許文献２】特開平０５−１０６５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、内燃機関の吸気脈動を低減して、車室内のこもり音や不快な振動等を低減することができる内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の内燃機関は、エアコンプレッサを併設した内燃機関において、前記エアコンプレッサの空気取入口を、該内燃機関の吸気管のエアクリーナと吸気マニホールドの間に設けると共に、前記エアコンプレッサによって生じる吸気脈動の圧力波が、所定の周波数において、該内燃機関の吸気脈動の圧力波と同じ周波数で逆位相になるように、前記エアコンプレッサを駆動するように構成する。この構成により、車室と共鳴及び共振して車室内にこもり音や不快な振動を生じるような所定の周波数における主に内燃機関の吸気弁の作動に起因する吸気脈動の圧力波が、エアコンプレッサの吸気脈動の圧力波の干渉により低減し、全体の吸気脈動が低減される。
【００１０】
そして、この内燃機関において、前記エアコンプレッサを該内燃機関のクランク軸により駆動する。この構成により、主に吸気弁の作動に起因する吸気脈動の圧力波の周波数と同じ周波数でエアコンプレッサを駆動できるようになるので、非常に簡単に、このエアコンプレッサによって生じる吸気脈動の圧力波の周波数を内燃機関の吸気脈動の圧力波の周波数に合わせることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関によれば、エアコンプレッサの空気取入口を内燃機関の吸気管に設けると共に、このエアコンプレッサによって発生する吸気脈動の圧力波の周波数を、主に吸気弁の作動に起因する吸気脈動の圧力波の周波数と同じにし、位相を逆位相にしたので、これらの吸気脈動の圧力波同士の干渉により、内燃機関の全体としての吸気脈動を小さくすることができ、この吸気脈動による車室内のこもり音や不快な振動等を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に、本発明の実施の形態の内燃機関１の構成を示す。この内燃機関（エンジン）１は、吸気管（吸気通路）２にエアクリーナ４とエアコンプレッサ５が設けられている。このエアコンプレッサ５の空気取入口６ａは、エアクリーナ４より下流側に設けられ、空気Ａはエアクリーナ４で浄化された後、空気Ａｃが分岐されてエアコンプレッサ用吸引管６からエアコンプレッサ５に入り圧縮された後、エアコンプレッサ用吐出管７経由で図示しないエアタンクに供給されて、このエアタンクに蓄えられた後に、エアブレーキ、変速機、空気バネ式サスペンション等のエアを必要とする部分に供給される。ここで、３は排気管であり、９はトランスミッションである。
【００１４】
このエアコンプレッサ５は、例えば、吐出容量が４００ｃｃ〜７００ｃｃのレシプロ型（ピストン型）のコンプレッサで構成され、ギヤ駆動により内燃機関１のクランク軸の駆動力によって駆動される。そして、内燃機関１が４気筒の場合には、エンジン回転に対して２倍速で駆動し、内燃機関１が６気筒の場合には、エンジン回転に対して３倍速で駆動する。なお、エアコンプレッサ５が小型のものである場合にはベルト駆動でもよいが、位相がずれないようにする必要がある。
【００１５】
そして、図３〜図７は内燃機関１が６気筒の場合を示すが、この場合には、図２に示すようにクランク軸におけるクランク角（クランクアングル）が０°〜３６０°の１回転の間に、エアコンプレッサ５は３回転するように、ギア等が組み合わされる。つまり、吸気脈動（吸気圧力変動）Ａの圧力波の周波数Ｆａは、ここでは、エンジン回転周波数Ｆｅの３倍であるので、吸気脈動Ｂの圧力波の周波数Ｆｂもエンジン回転周波数Ｆｅの３倍となるように、ギアの歯数を組み合わせて構成する。
【００１６】
この構成により、主に吸気弁の作動に起因する吸気脈動Ａの圧力波の周波数Ｆａと同じ周波数でエアコンプレッサ５を駆動できるようになるので、非常に簡単に、このエアコンプレッサ５によって生じる吸気脈動Ｂの圧力波の周波数Ｆｂを内燃機関１の吸気脈動Ａの圧力波の周波数Ｆａに合わせることができる。
【００１７】
これにより、エアコンプレッサ５は、従来の１／２倍速から３倍速となり、この周波数Ｆｂの増加により、単位時間当たりの吐出量が増大するので、平均の吐出量が１／２倍速の時と同じになるように容量を減少する。この容量の減少により、エアコンプレッサ５による吸気脈動Ｂの大きさは、吸気弁の作動に起因する吸気脈動Ａと略同じ大きさとなる。
【００１８】
また、車室と共鳴する特定の周波数、なかでも、車室内のこもり音や不快な振動の原因となるような周波数における、吸気脈動Ａの圧力波と吸気脈動Ｂの圧力波の両者の位相差が、吸気管２内で逆位相、即ち１８０°差となるように、内燃機関１のクランク軸とエアコンプレッサ５の駆動軸の相互回転の間の位相差、エアコンプレッサ用吸引管６の空気取入口６ａの取付位置、エアコンプレッサ用吸引管６の管長Ｌのいずれか、又は、これらの組合せを調整する。この内燃機関１のクランク軸とエアコンプレッサ５の駆動軸の相互間の位相差はギアの噛合の位置をずらすことにより調整することができる。
【００１９】
上記の構成により、図３に示すような吸気弁の作動に起因する吸気脈動Ａに対して、図４に示すようなエアコンプレッサ５による吸気脈動Ｂを発生させる。この吸気脈動Ｂの圧力波が吸気脈動Ａの圧力波に重なることにより、全体では、図５に示すような吸気脈動Ｃとなる。この吸気脈動Ｃは、吸気脈動Ａの圧力波と同じ周波数Ｆａで逆位相の吸気脈動Ｂの圧力波とが互いに干渉してできた脈動であるため、その振幅は小さくなる。従って、内燃機関１の全体としての吸気脈動Ｃを小さくして、車室内のこもり音や不快な振動等を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の内燃機関の構成図である。
【図２】クランク角とＴＤＣパルスの関係を示す図である。
【図３】クランク角と吸気圧（吸気弁作動）の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の内燃機関に関わるクランク角と吸気圧（エアコンプレッサ作動）の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の内燃機関に関わるクランク角と吸気圧（吸気弁作動＋エアコンプレッサ作動）の関係を示す図である。
【図６】従来技術の内燃機関に関わるクランク角と吸気圧（エアコンプレッサ作動）の関係を示す図である。
【図７】従来技術の内燃機関に関わるクランク角と吸気圧（吸気弁作動＋エアコンプレッサ作動）の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    内燃機関（エンジン）
２    吸気管（吸気通路）
３    排気管（排気通路）
４    エアクリーナ
５    エアコンプレッサ
６    エアコンプレッサ用吸引管
６ａ  空気取入口
７    エアコンプレッサ用吐出管
８    吸気マニホールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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